弯曲不连续的差分传输线
微带线
微带线开放分类：it服务信号应用科学科学计算机术语编辑词条分享微带线（Microstrip Line），是一种带状导线，与地平面之间用一种电介质隔离开，其另一面直接接触空气，只有一个地平面作为参考层面。
编辑摘要目录1 解释2 主要参数3 特点微带线- 解释微带线剖面图微带线是一根带状导(信号线)，与地平面之间用一种电介质隔离开。
印制导线的厚度、宽度、印制导线与地层的距离以及电介质的介电常数决定了微带线的特性阻抗。
如果线的厚度、宽度以及与地平面之间的距离是可控制的，则它的特性阻抗也是可以控制的。
单位长度微带线的传输延迟时间，仅仅取决于介电常数而与线的宽度或间隔无关。
微带线- 主要参数1、特性阻抗微带线的特性阻抗公式微带线的特性阻抗计算公式如图。
2、衰减常数衰减常数表示微带的损耗，包括导体损耗、介质损耗和辐射损耗。
导体损耗比介质损耗大，它与导带的材料、尺寸和表面光洁度等有关。
介质损耗取决于基片的介电常数、损耗角正切以及导带宽度与基片厚度之比(简称微带的宽高比)。
辐射损耗也取决于基片的介电常数和微带的宽高比。
微带线的任何不连续性，尤其是开路端和弯曲都将使辐射增加。
把微带置于金属封闭壳内的屏蔽微带线可避免电磁能辐射。
3、传输延迟传输延迟计算公式4、固有电容固有电容计算公式固有电感计算公式1、因为微带线一面是FR-4（或者其他电介质）一面是空气（介电常数低）因此速度很快。
2、利于走对速度要求高的信号（例如差分线，通常为高速信号，同时抗干扰比较强）。
带状线，应用学科：通信科技；通信原理与基本技术，其定义是由两个平行延伸的导体表面和其间的带状导体组成的传输线。
编辑摘要带状线：一条置于2个平行的地平面（或电源平面）之间的电介质之间的一根高频传输导线。
一般来说，地平面与导线之间是绝缘介质。
如果线的厚度和宽度、介质的介电常数以及两层导电平面间的距离是可控的，那么线的特性阻抗也是可控的.带状两边都有电源或者底层，因此阻抗容易控制，同时屏蔽较好，但是信号速度慢些。
差分线3w规则
差分线3w规则 1. 什么是差分线3w规则？ 差分线3w规则是一种用于差分线编码的规则，它是一种简单而有效的方法，用于将数字信号转换为差分信号。差分编码是一种传输数据的方法，它通过在每个数据位之间引入一个附加位来增加数据传输的可靠性。
差分线3w规则中的“3w”代表了三个关键概念：突变、无突变和突变间隔。这些概念被用来描述在差分编码中如何表示数字信号。
2. 突变、无突变和突变间隔 • 突变：当输入信号从0切换到1或从1切换到0时，称为一个突变。在差分编码中，突变被表示为“01”或“10”。
• 无突变：当输入信号保持不变时，称为一个无突变。在差分编码中，无突变被表示为“00”。
• 突变间隔：连续的无突变序列被称为一个突变间隔。在差分编码中，突变间隔被表示为“11”。
3. 差分线3w规则的应用 • 数据传输：差分线3w规则可以用于数据传输中，通过将数字信号转换为差分信号，可以提高数据传输的可靠性。差分编码可以减少传输中的误码率，并且具有较好的抗干扰能力。
• 通信系统：差分线3w规则也常用于通信系统中，特别是在高速数据传输和长距离传输中。差分编码可以减少信号在传输过程中的衰减和失真，并且能够提供更好的噪声抑制能力。
• 数字音频：差分线3w规则还被广泛应用于数字音频领域。通过将音频信号转换为差分信号，可以降低音频数据的噪声和失真，并提供更好的音质。
4. 差分线3w规则的优点 • 抗干扰能力强：差分编码具有较好的抗干扰能力，可以有效地减少传输过程中的误码率。这使得差分线3w规则在噪声环境下仍然能够保持良好的数据传输效果。
• 灵活性高：差分线3w规则可以适应不同类型和速率的数字信号传输。根据具体应用需求，可以调整突变和无突变的表示方式，以适应不同的传输条件。
• 节省带宽：由于差分编码引入了附加位，使得每个数据位之间都有一个突变间隔。这种编码方式可以减少传输中的功率消耗，并节省带宽资源。 5. 差分线3w规则的实现 差分线3w规则的实现相对简单，只需要在数字信号中插入附加位即可。具体实现步骤如下：
(完整word版)PCI-E的高速PCB布线规则
PCI-E 布线规则1、从金手指边缘到PCIE芯片管脚的走线长度应限制在4英寸（约100MM）以内。
2、PCIE的PERP/N，PETP/N，PECKP/N是三个差分对线，注意保护（差分对之间的距离、差分对和所有非PCIE信号的距离是20MIL，以减少有害串扰的影响和电磁干扰（EMI）的影响。
芯片及PCIE信号线反面避免高频信号线，最好全GND）。
3、差分对中2条走线的长度差最多5MIL。
2条走线的每一部分都要求长度匹配。
差分线的线宽7MIL，差分对中2条走线的间距是7MIL。
4、当PCIE信号对走线换层时，应在靠近信号对过孔处放置地信号过孔，每对信号建议置1到3个地信号过孔。
PCIE差分对采用25/14的过孔，并且两个过孔必须放置的相互对称。
5、PCIE需要在发射端和接收端之间交流耦合，差分对的两个交流耦合电容必须有相同的封装尺寸，位置要对称且要摆放在靠近金手指这边，电容值推荐为0.1uF，不允许使用直插封装。
6、SCL等信号线不能穿越PCIE主芯片。
合理的走线设计可以信号的兼容性，减小信号的反射和电磁损耗。
PCI-E 总线的信号线采用高速串行差分通信信号，因此，注重高速差分信号对的走线设计要求和规范，确保PCI-E 总线能进行正常通信。
PCI-E是一种双单工连接的点对点串行差分低电压互联。
每个通道有两对差分信号：传输对Txp/Txn，接收对Rxp/Rxn。
该信号工作在2.5 GHz并带有嵌入式时钟。
嵌入式时钟通过消除不同差分对的长度匹配简化了布线规则。
随着PCI-E串行总线传输速率的不断增加，降低互连损耗和抖动预算的设计变得格外重要。
在整个PCI-E背板的设计中，走线的难度主要存在于PCI-E的这些差分对。
图1提供了PCI-E高速串行信号差分对走线中主要的规范，其中A、B、C和D四个方框中表示的是常见的四种PCI-E差分对的四种扇入扇出方式，其中以图中A所示的对称管脚方式扇入扇出效果最好，D为较好方式，B和C 为可行方式。
差分信号线设计与分析
差分信号线设计与分析1.差分信号线的原理和优缺点差分信号（Differential Signal）在高速电路设计中的应用越来越广泛，电路中最关键的信号往往都要采用差分结构设计，什么另它这么倍受青睐呢？在PCB 设计中又如何能保证其良好的性能呢1.差分信号线的原理和优缺点差分信号（Differential Signal）在高速电路设计中的应用越来越广泛，电路中最关键的信号往往都要采用差分结构设计，什么另它这么倍受青睐呢？在PCB 设计中又如何能保证其良好的性能呢？带着这两个问题，我们进行下一部分的讨论。
何为差分信号？通俗地说，就是驱动端发送两个等值、反相的信号，接收端通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状态“0”还是“1”。
而承载差分信号的那一对走线就称为差分走线。
差分信号和普通的单端信号走线相比，最明显的优势体现在以下三个方面：a.抗干扰能力强，因为两根差分走线之间的耦合很好，当外界存在噪声干扰时，几乎是同时被耦合到两条线上，而接收端关心的只是两信号的差值，所以外界的共模噪声可以被完全抵消。
b.能有效抑制EMI，同样的道理，由于两根信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以相互抵消，如图在A-A‘的电流是从右到左，那B-B‘的是从左到右，那么按右手螺旋定则，那他们的磁力线是互相抵消的。
耦合的越紧密，互相抵消的磁力线就越多。
泄放到外界的电磁能量越少。
c.时序定位精确，由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点，而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断，因而受工艺，温度的影响小，能降低时序上的误差，同时也更适合于低幅度信号的电路。
目前流行的LVDS（low voltage differential signaling）就是指这种小振幅差分信号技术。
2.差分信号的一个实例：LVDSLVDS（Low Voltage Differential Signaling)是一种低摆幅的电流型差分信号技术，它使得信号能在差分PCB线对或平衡电缆上以几百Mbps的速率传输，其低压幅和低电流驱动输出实现了低噪声和低功耗。
差分信号基础知识
差分信号1概述差分传输是一种信号传输的技术，区别于传统的一根信号线一根地线的做法，差分传输差分信号(4张)在这两根线上都传输信号，这两个信号的振幅相等，相位相反。
在这两根线上的传输的信号就是差分信号。
信号接收端比较这两个电压的差值来判断发送端发送的是逻辑0还是逻辑1。
在电路板上，差分走线必须是等长、等宽、紧密靠近、且在同一层面的两根线。
2简介含义差分信号是用一个数值来表示两个物理量之间的差异。
差分信号又称差模信号，是相对共模信号而言的。
我们用一个方法对差分信号做一下比喻，差分信号就好比是跷跷板上的两个人，当一个人被跷上去的时候，另一个人被跷下来了- 但是他们的平均位置是不变的。
继续跷跷板的类推，正值可以表示左边的人比右边的人高，而负值表示右边的人比左边的人高。
0 表示两个人都是同一水平。
图1 用跷跷板表示的差分信号应用到电学上，这两个跷跷板用一对标识为V+和V-的导线来表示。
特点从严格意义上来讲，所有电压信号都是差分的，因为一个电压只能是相对于另一个电压而言的。
在某些系统里，"系统地"被用作电压基准点。
当'地'当作电压测量基准时，这种信号规划被称之为单端的。
我们使用该术语是因为信号是用单个导体上的电压来表示的。
另一方面，一个差分信号作用在两个导体上。
信号值是两个导体间的电压差。
尽管不是非常必要，这两个电压的平均值还是会经常保持一致。
可以想象，这两个导体上被同时加入的一个相等的电压，也就是所谓共模信号，对一个差分放大系统来说是没有作用的，也就是说，尽管一个差分放大器的输入有效信号幅度只需要几毫伏，但它却可以对一个高达几伏特的共模信号无动于衷。
这个指标叫做差分放大器的共模抑制比（CMRR），一般的运算放大器可以达到90db以上，高精度运放甚至达到120db。
因为干扰信号一般是以共模信号的形式存在，所以差分信号的应用极大地提高了放大器系统的信噪比。
优点当不采用单端信号而采取差分信号方案时，我们用一对导线来替代单根导线，增加了任何相关接口电路的复杂性。
差分信号及设计规则
差分信号及设计规则我们中的大部分都能直观地理解信号是如何沿导线或走线传播的，即便我们也许对这种连接方式的名称并不熟悉——单端模式。
术语“单端”模式将这种方式同至少其它两种信号传播模式区分开来：差模和共模。
后面两种常常看起来更加复杂。
差模差模信号沿一对走线传播。
其中一根走线传送我们通常所理解的信号，另一根传送一个严格大小相等且极性相反（至少理论上如此）的信号。
差分与单端模式并不像它们乍看上去那样有很大的不同。
记住，所有信号都有回路。
一般地，单端信号从一个零电位，或地，电路返回。
差分信号的每一分支都将从地电路返回，除非因为每个信号都大小相等且极性相反以至于返回电流完全抵消了（它们中没有任何一部分出现在零电位或地电路上）。
尽管我不打算在专栏中就这个问题花太多时间，共模是指同时在一个（差分）信号的线对或者在单端走线和地上出现的信号。
对我们来说这并不容易直观地去理解，因为我们很难想象怎样才能产生这样的信号。
相反通常我们不会产生共模信号。
通常这些都是由电路的寄生环境或者从邻近的外部源耦合进电路产生的。
共模信号总是很“糟糕”，许多设计规则就是用来防止它们的发生。
差分走线尽管看起来这样的顺序不是很好，我要在叙述使用差分走线的优点之前首先来讲述差分信号的布线规则。
这样当我讨论（下面）这些优点时，就可以解释这些相关的规则是如何来支持这些优点的。
大部分时候（也有例外）差分信号也是高速信号。
这样，高速设计规则通常也是适用的，尤其是关于设计走线使之看起来像是传输线的情况。
这意味着我们必须仔细地进行设计和布线，如此，走线的特征阻抗在沿线才能保持不变。
在差分对布线时，我们期望每根走线都与其配对走线完全一致。
也就是说，在最大的可实现范围内，差分对中每根走线应该具有一致的阻抗与一致的长度。
差分走线通常以线对的方式进行布线，线对的间距沿线处处保持不变。
通常地，我们尽可能将差分对靠近布线。
差分信号的优点“单端”信号通常参考到某些“参考”电位。
65nm工艺下共面差分传输线的RLC损耗模型
65nm工艺下共面差分传输线的RLC损耗模型西安电子科技大学2013研究生学术年会Annual Academic Conference of Xidian University65nm CMOS工艺下共面差分传输线的RLC损耗模型莫巍,刘毅(西安电子科技大学微电子学院，陕西西安710071)摘要：互连线带来的信号损耗是影响SoC信号完整性的关键因素。
针对65nm CMOS工艺条件下的共面差分传输线结构，本文提出了一种考虑电容和电感耦合效应的RLC互连模型，并基于趋肤效应对提取的该模型的寄生参数进行了修正。
通过分析差分线信号对耦合参数的影响，文章建立了耦合传输线的解耦偏微分方程，得到了传输线损耗的数学解析式。
该模型的计算分析结果与Cadence Spectre软件提取的损耗结果相比，平均误差仅为4.24%，最大误差不超过7.46%，该损耗模型适用于纳米工艺下SoC的EDA工具。
关键词：耦合RLC模型, 效应, 损耗, CMOSRLC Loss Model of Co-planar Differential Transmission Line in 65nmCMOS ProcessMO Wei, LIU Yi(School of Microelectronics, Xidian Univ., Xi’an 710071, China)Abstract: Signal attenuation of the interconnect is the key factor to SoC signal integrity. Based on the structure of differential transmissionline (DTL) in 65nm CMOS process, this paper propose a novel parallel RLC interconnect model considering coupling capacitive and inductive effects. Simultaneously the extracted parasitic parameters of the model is corrected by skin effect. Through analyzing the influence of differential line signal on coupling parasitic parameter, the decoupled partial differential equation of coupling transmission line is established in this paper, then obtaining the expression of DTL loss. The proposed model enables the estimation of the within 4.24% average error and 7.46% maximum error compared with Cadence Spectre simulation. This loss model can be used in EDA tools of nanometer SOCs.Key words：coupling RLC model, in effect, terconnect loss, nometer CMOS1 引言纳米CMOS集成电路工艺条件下，传输线技术可以有效缓解串扰、通道损耗、码间干扰等现象对长互连线信号（如总线、时钟等）带来的信号完整性问题，适用于长度超过10mm，工作频率超过1GHz的关键信号传输[1-4]。
传输线的物理基础
传输线的物理基础传输线是一种用于传输信号和能量的导线或导管。
它们在电信领域和电子设备中起着重要的作用。
传输线的物理基础可以从电磁波传播和传输线特性两个方面来理解。
我们来看一下电磁波传播的基础。
电磁波是由电场和磁场相互作用而产生的一种能量传输形式。
在传输线中，当电压施加在导线上时，电子会受到电场力的作用而运动，从而激发出电磁波。
这些电磁波沿着传输线传播，并在目标设备处被接收和解码。
传输线的特性是指电磁波在传输线中传播时所表现出的一系列特征。
其中，传输线的阻抗是一个重要的特性。
阻抗可以理解为传输线对电磁波的阻碍程度。
当传输线的阻抗与信号源的阻抗匹配时，能够实现最大功率传输。
另外，传输线的衰减也是一个重要的特性。
衰减是指电磁波在传输过程中逐渐减弱的现象，主要由电阻、电感和电容引起。
在传输线中，存在着不同的传输模式。
常见的传输模式包括差分模式和共模模式。
差分模式是指两个导线上的电流大小和方向相反，这样可以减少外界干扰对传输的影响。
共模模式是指两个导线上的电流大小和方向相同，这样容易受到外界干扰。
选择合适的传输模式可以提高传输线的抗干扰能力。
传输线中还存在着信号的传播速度。
信号的传播速度取决于传输线的介质特性和几何形状。
常见的传输线介质有空气、电缆和光纤等。
不同的介质具有不同的介电常数和磁导率，从而影响信号的传播速度。
而传输线的几何形状，如导线的长度和宽度，也会影响信号的传播速度。
除了以上提到的特性，传输线还有许多其他的物理基础知识。
例如，传输线的电容和电感会形成传输线的特定阻抗，并影响信号的传输效果。
此外，传输线中存在着传输线上的反射和干扰现象，需要采取合适的措施来减小这些影响。
传输线的物理基础包括电磁波传播和传输线特性两个方面。
了解这些基础知识对于设计和使用传输线具有重要意义。
在实际应用中，我们需要根据具体需求选择合适的传输线类型和参数，以实现可靠的信号传输和能量传输。
第八章传输线理论ppt课件
(z) (z)
,
i (z)
Ir (z) Ii (z)
(z)
通常将电压反射系数简称为反射系数，
并记做Γ（z）。反射系数越大，传输线
上“波”的起伏越大。
36
第三章
( z) U r ( z) Z L Zc e j2 Ui(z) ZL Zc
(0) L
L
ZL Zc ZL Zc
L e jL
37
第三章
场问题 分布参数 等效电路 传 输线方程 线上U、I变化规律 分析 传输特性
分布参数是指：在高频工作时，传 输线上沿线各处都显著存在电感、电容 以及电阻和漏电导。以平行双线为例：
4
第三章
线上电流 I产生磁通Φ，Φ/I＝L，可见线上 存在电感效应；两导线间存在V，由于C＝ Q/V， 可知有电容效应；此外，线上还存在损耗电阻 和漏电导。这些参数在传输线上是沿线分布的， 故称为分布参数。如果分布参数是沿线均匀的， 则称该传输线为均匀传输线。
5
第三章
有了分布参数的概念之后，就可
将均匀传输线划分为许多无限小线 段Δz ( Δz«λ),则每一个小线元可看成 集总参数电路，其上有：
电阻 R Δz、电感L Δz、
电容C Δz 、漏电导G Δz。
L z R z
C
z
G z
z
6
第三章
其中： L－单位长度来回导线上的电感 R－单位长度来回导线上的电阻 C－单位长度来回导线间的电容 G－单位长度来回导线间漏电导
Zin
U(z) I (z)
UL cosz jILzc sin z IL cosz jUL zc sin z
分子分母同时除以 I L和cosz ，得
33
传输线理论
课程简介
01-11
常见传输线类型：差分传输线
差分（通常称为平衡式）传输线适用于对噪声隔离和改善时钟频 率要求较高的情况。在差分模式中，传输线路是成对布放的，两条线 路上传输的信号电压、电流值相等，但相位（极性）相反。由于信号 在一对迹线中进行传输，在其中一条迹线上出现的任何电子噪声与另 一条迹线上出现的电子噪声完全相同（并非反向），两条线路之间生 成的场将相互抵消，因此与单端非平衡式传输线相比，只产生极小的 地线回路噪声，并且减少了外部噪声的问题。
R0
TD
Z0
课程简介
01-30
振铃原因
课程简介
01-31
振铃原因
课程简介
01-32
阻抗匹配
如果线足够短，则在时刻 TD，信号仍将继续上升，反 射波成为上升沿的一部分。对于较长的线，信号的上升过 程在时刻TD之前就已结束，反射波作为过冲和反冲出现。 这种情况下，信号的噪声余量变小，甚至会导致系统不能 正常工作。这时，就需考虑阻抗匹配。
H E
x y
课程简介
y
E
z
01-3
传输线模型
信号的传播类似于波的传播，，应该按照传输线理论来分析。 传输线模型中实际存在四要素：一个串联电阻、一个串联电感、 一个并联电容——C=Q/V、一个并联电导——导体间的介质损 耗。 一个传输线的微分线段l的等效电路描述如图所示。
L, C, R, G per unit length
课程简介
01-23
信号传输过程
当RL =Z0时，ρL=0
Vs
is
V
Z0 Z 0 + Rs
V Z 0 + Rs
0
VL
τ